關(guān)于我們

在線客服

幫助

24小時客服:010-82326699 400-810-5999

建設(shè)工程教育網(wǎng) > 建筑文苑 > 工程管理 > 正文

T形沉井的基礎(chǔ)及下沉穩(wěn)定性施工設(shè)計

2008-04-29 14:51    【  【打印】【我要糾錯】

  1、工程概況及特點

  某污水處理廠粗格柵及進水泵房采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、沉井法施工。

  進水泵房、粗格柵平面均為矩形,兩者組合形成平面“T”形。進水泵房鋼筋砼結(jié)構(gòu)外部平面尺寸為13.9×7.4m,內(nèi)有六道梁;粗格柵鋼筋砼結(jié)構(gòu)外部平面尺寸為13.25×8.8m,內(nèi)有兩道隔墻,隔墻厚0.4m.沉井在刃腳位置被梁和隔墻分成六格。沉井刃腳處寬1.2m,刃腳底寬0.4m,高1.6m;井壁厚0.7m;沉井高12.63m.根據(jù)設(shè)計及以往施工經(jīng)驗,沉井施工擬分兩次澆筑、兩次下沉;沉井采用不排水法下沉。

  該沉井基礎(chǔ)施工具有以下特點:

 。1)混凝土一次性澆筑高度高(每節(jié)高約6.5m),即重心高,穩(wěn)定性差;

 。2)僅靠第一節(jié)下沉后形成的支撐力不能滿足第二節(jié)制作時的穩(wěn)定要求;

 。3)形狀特殊,為“T”形,重心與形心不重合,增加了沉井基礎(chǔ)施工難度。

  2、地質(zhì)情況

  擬建場區(qū)原為水田,淤積著大量的淤泥,已提前予以挖除。該工程的地質(zhì)勘察報告顯示,沉井設(shè)計刃腳底標高-3.35m位于5-1含圓礫細砂層。

  3、沉井基礎(chǔ)設(shè)計及施工

  3.1 沉井第一節(jié)自重

  經(jīng)計算,沉井第一節(jié)自重G1=8759kN;

  即沿刃腳每延米沉井重q1=8759kN/70.7m=124kN/m;

  考慮施工荷載,取沿刃腳每延米沉井重Q1=1.15q1=124×1.15=143kN/m.

  3.2 沉井基槽開挖

  為了減少沉井立模支架的高度、下沉深度和便于施工,淤泥挖除后再開挖深約0.7米的基槽(基礎(chǔ)座落于2-1層),以方便墊層基礎(chǔ)施工,開挖邊坡1:1,四周設(shè)排水溝,通過水泵排水,保證施工需要。

  3.3 砂墊層厚度計算及鋪設(shè)

  根據(jù)砂墊層允許承載力的計算公式:

  [P]=[σ]×(1+2Htgφ)-γH

  其中:[σ]—地基承載力,現(xiàn)基礎(chǔ)位于2-1層,取[σ]=100kPa;

  φ —砂墊層擴散角,取φ=40°;

  γ —粗砂容重,取γ=16.5kN/m3;

  H —粗砂墊層厚度;

  [P]—砂墊層允許承載力,取設(shè)計值[P]=160 kPa.

  經(jīng)計算,H=0.4m.

  考慮砂墊層采用小型平板式振動機械壓實,其壓實系數(shù)取0.96,故取砂墊層設(shè)計厚度H=0.5m.基坑排水后,在井壁外2m范圍內(nèi)整個基槽鋪設(shè)中粗砂墊層,

  3.4 承墊木間距計算

  承墊木采用標準枕木,標準枕木截面尺寸25cm×16cm,長度2.5m.

  每延米所需枕木數(shù):

  n=Q1/(F×[P])

  其中: Q1—每延米沉井重143kN/m;

  F—枕木接觸面積,標準枕木F=2.5×0.22=0.55m2;

  [P]—砂墊層允許承載力,取設(shè)計值[P]=160kPa.

  計算得n=1.63,所以承墊木間距1/1.63=0.61m,取設(shè)計承墊木間距0.5m.

  在砂墊層上的沉井墻壁轉(zhuǎn)角處分別設(shè)八組定位支架,定位支架為每五根枕木密排;再沿刃腳軸線的垂直方向,鋪設(shè)枕木,枕木中心間距50cm.枕木鋪設(shè)要求平整,其高差不宜大于10mm,以利受力均勻。

  枕木間的間隙用中粗砂找平、平板振搗器振平、密實,中粗砂鋪設(shè)寬度、位置同枕木長度。然后沿刃腳底面位置再澆筑5cm厚C10素混凝土(其下先設(shè)置一層寬50cm的塑料薄膜,以與枕木隔離),素混凝土基礎(chǔ)的水平投影面控制在刃腳兩側(cè)模板范圍內(nèi),寬度同刃腳底面寬,為40cm,作為沉井澆筑前的基礎(chǔ)。

  4、第二節(jié)沉井混凝土澆筑時的穩(wěn)定性驗算及技術(shù)處理

  第一節(jié)沉井下沉到標高(露出地面50cm)時,澆筑第二節(jié)沉井的穩(wěn)定性計算如下:

  4.1 第二節(jié)沉井自重及總重

  第二節(jié)沉井自重G2‘=8216kN,考慮施工荷載取G2=1.15G2=9448kN.即第一節(jié)和第二節(jié)沉井總重ΣG=8759+9448=18207kN.

  4.2 由于采用不排水法下沉,此時井內(nèi)(地下)水位在第一節(jié)沉井下50cm(即5.5m標高)位置,浮力F=rWV=10×337.4=3374KN

  其中水的重度rW=10KN/m3,水位5.5m標高下鋼筋砼沉井體積V=337.4m3

  4.3 外露50cm時,井周摩阻力T1=S×fk =380×17=6460kN

  其中井周與土接觸面積S=380m2;fk為井周摩阻系數(shù),取fk=17kPa.

  4.4 刃腳踏面阻力及橫隔梁下阻力

  T2= ΣS×[σ]=(70.7×0.7+6.4×0.4)×120=6553kN

  其中刃腳踏面積、橫隔梁踏面積之和ΣS為(70.7×0.7)m2+(6.4×0.4)m2,土基承載力在4-2砂質(zhì)粉土層,取[σ]=120 kPa.

  4.5 總向上的力為 ΣT=F+ T1+ T2=3374+6460+6553=16387kN

  4.6 總向下的力(自重和施工荷載)為ΣG =18207kN

  4.7 穩(wěn)定系數(shù)kst,s=ΣG/ΣT=18207/16387 =1.11≥1.05,由于穩(wěn)定系數(shù)較大,可能產(chǎn)生自沉,需進行止沉處理。

  4.8 防止自沉的處理措施

  在以往干沉法(即排水法)施工中,通常采用加設(shè)“帽沿”或在井外壁換填塘渣的方法,來增加側(cè)壁摩阻力。本次施工在保持井內(nèi)水位高度維持在與基槽水平(此時浮力最大)的同時,將在井內(nèi)回填材料,來增加側(cè)壁的摩阻力。

  由于采用的是不排水法下沉,井內(nèi)土體通過沖水已稀釋成泥漿,再用泥漿泵排至沉淀池,顯然沉淀池的沉淀物不可以作為回填材料。而根據(jù)地質(zhì)報告,在廠區(qū)內(nèi)4.5m深度范圍內(nèi)土質(zhì)為耕植土、粉質(zhì)粘土、粘質(zhì)粉土混砂,若取土回填在井內(nèi),無疑將會被稀釋成泥漿,并且小顆粒材料的摩阻系數(shù)相對較小;若改用塘渣,塘渣粒徑太大,無法采用不排水法用泥漿泵排出;最后確定采用中粗砂作為回填材料,來增加對側(cè)壁的摩阻力。

  已知井內(nèi)周長167.2m,中粗砂對側(cè)壁的摩阻系數(shù)fk砂=20kPa.取回填中粗砂高為1.6m,即所增加對側(cè)壁的摩阻力Δf=167.2×20×1.6=5350kN

  ΣT=ΣT+Δf=16387+5350=21737kN

  下沉穩(wěn)定系數(shù)kst,s=ΣG/ΣT‘=18207/21737=0.84,滿足《給水排水鋼筋混凝土沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》CECS137:2002的穩(wěn)定系數(shù)0.8~0.9的要求。

  回填中粗砂在第二節(jié)沉井制作前進行,以方便材料的運輸和施工,由于中粗砂是在水下,可用插入式振搗器振搗密實。之后再進行鋼筋、模板安裝,有足夠的自密實時間。

  5、超沉驗算

  G總= G1+ G2=8759+8216=16975kN

  沉到位刃腳踏面處于5-1層,fk=135kPa.

  經(jīng)計算,不會產(chǎn)生超沉。

  6、抗浮計算

  在水下混凝土澆筑后,底板施工前,按照7.0m標高水位計算,刃腳底標高-3.35m.

  水深h=7-(-3.35)=10.35m

  在水中的體積V=2271m3

  浮力F浮=10×2271=22710kN

  沉井自重G總= G1+ G2=8759+8216=16975kN

  側(cè)壁所受的摩阻力T阻=69.1×9.35×17=10983kN,其中周長S=69.1m,沉井埋深h=9.35m,土對側(cè)壁的摩阻系數(shù)fk=17kPa.

  向下的力T總=16975+10983=27958kN

  抗浮系數(shù)K=27958 KN/22710KN =1.23>KfW=1.0,滿足《給水排水鋼筋混凝土沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》CECS137:2002的抗浮要求。

  7、結(jié)束語

  根據(jù)以上的計算設(shè)計,在實際施工中予以了實踐,并作了觀測監(jiān)控。

  第一節(jié)混凝土澆筑完成,基礎(chǔ)沉降值最大為8mm,不均勻沉降最大為5mm;第二節(jié)混凝土澆筑完成,基礎(chǔ)沉降值最大為10mm,不均勻沉降最大為4mm;觀測結(jié)果驗證了基礎(chǔ)及下沉穩(wěn)定性設(shè)計、驗算的正確性。

  封底混凝土灌筑完成14天后,把井內(nèi)水打干,對封底混凝土檢查,未發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象;同時我們對沉井作了軸線、標高復(fù)測,與設(shè)計相比,軸線偏差為橫向10mm、縱向18mm,標高最大偏差為8mm,相鄰觀測點不均勻高差為4mm,均很好的滿足了設(shè)計和施工質(zhì)量標準要求。

  參考文獻:

  1、《給水排水鋼筋混凝土沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》CECS137:2002

  2、《鋼筋混凝土沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計施工手冊》 中國建筑工業(yè)出版社 葛春輝主編

延伸閱讀:T形 沉井 基礎(chǔ)
收藏分享:論壇
分享到:
相關(guān)新聞
  • 特色班
    4大班次+2-3套全真模擬題
    提升學(xué)習(xí)效果
  • 精品班
    4大班次+2-3套全真模擬題+1套預(yù)測試題
  • 實驗班
    3套全真模擬題+2套預(yù)測試題+考前沖關(guān)寶典
  • 定制班
    3套模擬題+3套預(yù)測題+考前沖關(guān)寶典+考前重點
  • 移動班
    以知識點為單元授課練習(xí),
    強化重點、難點、考點
版權(quán)聲明

  1、凡本網(wǎng)注明“來源:建設(shè)工程教育網(wǎng)”的所有作品,版權(quán)均屬建設(shè)工程教育網(wǎng)所有,未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、鏈接、轉(zhuǎn)貼或以其他方式使用;已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,且必須注明“來源:建設(shè)工程教育網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其法律責任。
  2、本網(wǎng)部分資料為網(wǎng)上搜集轉(zhuǎn)載,均盡力標明作者和出處。對于本網(wǎng)刊載作品涉及版權(quán)等問題的,請作者與本網(wǎng)站聯(lián)系,本網(wǎng)站核實確認后會盡快予以處理。
  本網(wǎng)轉(zhuǎn)載之作品,并不意味著認同該作品的觀點或真實性。如其他媒體、網(wǎng)站或個人轉(zhuǎn)載使用,請與著作權(quán)人聯(lián)系,并自負法律責任。
  3、本網(wǎng)站歡迎積極投稿。